CN104690684B - 一种基于齿轮机构同步展开的分体单边螺栓紧固件安装工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于齿轮机构同步展开的分体单边螺栓紧固件安装工具，能实现若干分体式垫片同步安装功能。该安装工具是由手柄、内齿圈-齿轮-齿条传动机构、分体式垫片操作杆、弹簧、限位轴套和圆头螺栓操作杆组成，分体式嵌套单边螺栓紧固件由圆头螺栓、分体式垫片、平垫片和螺母构成。该安装工具利用齿轮传动机构带动若干齿条同步向外侧移动相同距离，将若干分体式垫片导入并展开到空间相对狭小的安装孔壁内侧。该安装工具能实现分体式嵌套单边螺栓紧固件快速、高效地安装工作，便于在建筑及工业现场进行批量化作业。该安装工具拆卸方便、可实现重复使用。

Description

一种基于齿轮机构同步展开的分体单边螺栓紧固件安装工具

技术领域

本发明涉及一种基于齿轮机构同步展开的分体单边螺栓紧固件安装工具，属于土木建筑工程、机械装配技术领域。

背景技术

当前在土木建筑以及机械安装领域，对结构件连接紧固的安装需求量大。就目前普遍使用的螺栓而言，在对构件实施连接紧固作业时，工作人员需要同时在构件两侧作业，即在一侧插入带螺帽的螺栓，然后在另一侧用工具将螺母拧紧。这种连接紧固方法结构简单、操作方便、承载好，但仅适用于开口截面构件中，在某些特殊场合中，比如对封闭截面构件或不方便在另外一侧操作的构件进行连接紧固时，就无法使用这种常用的螺栓螺母连接紧固方法。比如：在钢管结构及钢管混凝土结构中，梁柱连接节点处，由于钢管柱为闭合截面，不能在两边进行操作，只能单侧连接安装，因此无法采用这种常用的螺栓螺母连接紧固法进行紧固安装。而目前国内市场上没有相应的单边螺栓产品，已公开的相关专利或是对螺栓杆削弱过多或是螺栓头受力点过少，国外市场已有类似产品，但上述既有专利或产品均难以在安装阶段对螺栓施加较大的预拉力以形成摩擦型螺栓连接接头，其承载的综合力学性能并不理想，在建筑结构抗震设计应用中受到很大限制。目前已有一种分体式嵌套单边紧固件专利能实现该功能，公开号为201310516467.7，但该专利实际安装工程中存在安装不便的问题。而本专利能实现若干分体式垫片同步安装，从而大大的提高了分体式嵌套单边紧固件的安装效率。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种基于齿轮机构同步展开的分体单边螺栓紧固件安装工具，实现单边实施紧固件安装工作，从而提高单边螺栓承载的综合力学性能，还可根据需要，方便拆卸，可重复使用。

本发明提出的基于齿轮机构同步展开的分体单边螺栓紧固件安装工具，由手柄1a、内齿圈1b、轴承A1c、安装盘2a、轴承B2b、齿轮A3a、齿轮轴3b、齿轮B3c、齿条4a、滑块4b、燕尾槽导轨4c、分体式垫片操作杆5a、弹簧5b、限位轴套5c和圆头螺栓操作杆6组成，分体式嵌套单边螺栓紧固件由圆头螺栓7a、分体式垫片7b、平垫片7c和螺母7d构成，其中：

手柄1a、内齿圈1b和轴承A1c自下而上布置于圆头螺栓操作杆6上，内齿圈1b通过手柄1a和轴承A1c进行轴向固定；内齿圈1b内均匀分布有若干个齿轮A3a，所述内齿圈1b与若干齿轮A3a通过齿轮啮合配合，齿轮A3a和齿轮B3c分别布置于齿轮轴3b两侧，齿轮轴3b与轴承B2b内圈过盈配合，轴承B2b外圈与安装盘2a上的安装孔过盈配合，齿轮B3c与齿条4a通过齿轮啮合，齿条4a与滑块4b通过螺栓固定，滑块4b与燕尾槽导轨4c通过燕尾槽形状间隙配合，齿条4a与分体式垫片操作杆5a通过限位轴套5c固定；分体式垫片操作杆5a上设有弹簧5b，所述弹簧5b通过限位轴套5c固定；若干分体式垫片7b交替错开叠放、收缩合拢后导入到安装孔8a内部并同步展开；利用圆头螺栓7a头的平面将错开叠放的分体式垫片7b合并到同一个平面；

使用时，先将若干分体式垫片7b插入到相应分体式垫片操作杆5a中，然后将圆头螺栓7a拧入圆头螺栓操作杆6；此时将分体式嵌套单边紧固件安装工具连同若干分体式垫片7b和圆头螺栓7a同时导入到安装孔8a内侧，转动手柄1a，手柄1a带动内齿圈1b转动，内齿圈1b带动若干均匀分布的齿轮A3a转动相同角度，若干齿轮A3a间接带动若干齿轮B3c转动，若干齿轮B3c带动若干齿条4a同步移动相同距离，最后由齿条4a带动分体式垫片操作杆5a沿安装盘2a直径方向移动相同距离，回拉圆头螺栓操作杆6，利用圆头螺栓操作杆6的螺栓头平面将若干分体式垫片7b合并到同一平面内，并保持圆头螺栓操作杆7b不动，此时用力回拉分体式嵌套单边紧固件安装工具，使若干分体式垫片7b与分体式垫片操作杆6之间脱离，卸下分体式嵌套单边紧固件安装工具；将平垫片7c和螺母7d分别套入到圆头螺栓7a中，拧紧螺母7d；最后卸下圆头螺栓操作杆6，从而实现结构件单边连接与紧固。

本发明中，齿轮A3a、齿轮轴3b、齿轮B3c、齿条4a、滑块4b、燕尾槽导轨4c和分体式垫片操作杆5a的数量相同。

本发明中，所述燕尾槽导轨4c材料为黄铜，能降低滑块4b在燕尾槽导轨4c上的滑行阻力。

本发明的原理为利用内齿圈1b带动若干齿轮A3a转动相同角度，并利用齿轮副传动机构使若干分体式垫片7b沿安装孔8a直径方向同步移动相同位移，从而确保若干分体式垫片7b能同步向外侧移动相同的距离。

本发明中，回拉圆头螺栓7a过程中，利用圆头螺栓7a的平面接触若干分体式垫片7b头部平面，从而使错开叠放的若干分体式垫片7b能合并到同一平面内。

本发明中，燕尾槽导轨4c材料均为黄铜，使用该材料能降低滑块4b在燕尾槽导轨4c上运行阻力。

本发明中，利用手柄固定内齿圈1b和轴承A1b外圈，安装盘2a固定轴承A1b内圈，实现内齿圈1b与安装盘2a之间实现轴向距离固定，周向转动。

本发明中，分体式垫片操作杆5a与分体式垫片7b通过若干定位孔连接，实现分体式垫片稳固的连接在分体式垫片操作杆5a上。

本发明分体式嵌套单边紧固件安装工具的结构特点是：利用内齿圈副与齿轮齿条副将分体式垫片同步往外侧运动，使分体式垫片能导入到尺寸较小的安装孔另一侧位置，并在安装孔另一侧实现同步展开。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1：本发明只需单侧工作，即可完成螺栓的连接紧固安装作业；

2：实现分体式垫片一体化安装工作，大大提高了分体式嵌套螺栓单边紧固件的安装效率；

3：实现在较小的安装孔空间内，安装较大的分体式垫片，从而使同等承载条件下可缩小安装孔径，降低安装孔对结构件承载的负面影响，具有较好的力学性能；

4：安装分体式嵌套螺栓安装完成之后，螺栓与分体式垫片的受力比较均匀，力学性能比较好；

5：本发明使用方便，快捷，能反复利用安装工具，重复使用率高；

6：本发明中尺寸设计符合人机工程学设计要求，遍于工人使用；

7：能安装多种尺寸类型的分体嵌套式单边螺栓紧固件。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明中分体式垫片与分体式垫片操作杆连接立体图；

图3为本发明中齿轮副传动机构简图；

图4为本发明中若干分体式垫片合拢时刻立体图；

图5为本发明中若干分体式垫片展开时刻立体图；

图6为本发明中圆头螺栓压紧上侧分体式垫片时刻立体图；

图7为本发明中圆头螺栓将错开叠放的分体式垫片合并到同一平面时刻立体图；

图8为本发明中安装完成后的立体图；

图9为本发明中安装完成后的视图2；

图中标号：1a手柄、1b轴承A、1c内齿轮、2a安装盘、2b轴承B、3a齿轮A、3b齿轮轴、3c齿轮B、4a齿条、4b滑块、4c燕尾槽导轨、5a分体式垫片操作杆、5b弹簧、5c限位轴套、6圆头螺栓操作杆、7a圆头螺栓、7b分体式垫片、7c平垫片、7d螺母、安装板8、8a安装孔。

下面通过实施实例并结合附图进一步说明本发明。

实施例1：如图所示，所述装置由手柄1a、轴承A1b、安装盘2a、轴承B2c、内齿圈1c、齿轮A3a、齿轮轴3b、齿轮B3c、齿条4a、滑块4b、燕尾槽导轨4c、分体式垫片操作杆5a、限位轴套5c、弹簧5b和圆头螺栓垫片操作杆6组成，分体式嵌套单边螺栓紧固件由圆头螺栓7a、分体式垫片7b、平垫片7c和螺母7d构成，所述分体式垫片7b交替错开叠放、收缩合拢后导入到安装孔8a内部后同步展开，同时回拉分体式垫片操作杆5a带动圆头螺栓7a将错开叠放的分体式垫片7b合并到同一个平面；所述安装在分体式垫片操作杆5a上的弹簧5b通过两侧限位轴套5c固定，弹簧5b受到压力而产生轴向位移，使分体式垫片操作杆能运动一定距离；所述燕尾槽导轨4c和滑块4b材料为黄铜；所述内齿圈1b通过手柄1a和轴承A1b轴向固定。

本发明的操作方法如下：

1、将若干分体式垫片7b插入分体式垫片操作杆5a；

2、将圆头螺栓7a拧入圆头螺栓操作杆6中；

3、将分体式嵌套单边紧固件安装工具连同若干分体式垫片7b和圆头螺栓7a同时导入到安装孔8a内侧；

4、转动手柄1a，若干分体式垫片操作杆5a在齿条4a带动下沿安装盘2a直径方向移动相同距离；

5、回拉圆头螺栓操作杆6，利用圆头螺栓操作杆6的螺栓头平面将若干分体式垫片7b合并到同一平面内；

6、保持圆头螺栓操作杆6不动，此时用力回拉分体式嵌套单边紧固件安装工具，将若干分体式垫片7b与分体式垫片操作杆5a之间脱离；

7、卸下分体式嵌套单边紧固件安装工具；

8、将平垫片7c和螺母7d分别套入到圆头螺栓7a中，拧紧螺母7d；

9、最后卸下圆头螺栓操作杆6，从而实现结构件单边连接与紧固。

Claims (3)

1.一种基于齿轮机构同步展开的分体单边螺栓紧固件安装工具，由手柄（1a）、内齿圈（1b）、轴承A（1c）、安装盘（2a）、轴承B（2b）、齿轮A（3a）、齿轮轴（3b）、齿轮B（3c）、齿条（4a）、滑块（4b）、燕尾槽导轨（4c）、分体式垫片操作杆（5a）、弹簧（5b）、限位轴套（5c）和圆头螺栓操作杆（6）组成，分体单边螺栓紧固件由圆头螺栓（7a）、分体式垫片（7b）、平垫片（7c）和螺母（7d）构成，其特征在于：

手柄（1a）、内齿圈（1b）和轴承A（1c）自下而上布置于圆头螺栓操作杆（6）上，内齿圈（1b）通过手柄（1a）和轴承A（1c）进行轴向固定；内齿圈（1b）内均匀分布有若干个齿轮A（3a），所述内齿圈（1b）与若干齿轮A（3a）通过齿轮啮合配合，齿轮A（3a）和齿轮B（3c）分别布置于齿轮轴（3b）两侧，齿轮轴（3b）与轴承B（2b）内圈过盈配合，轴承B（2b）外圈与安装盘（2a）上的安装孔过盈配合，齿轮B（3c）与齿条（4a）通过齿轮啮合，齿条（4a）与滑块（4b）通过螺栓固定，滑块（4b）与燕尾槽导轨（4c）通过燕尾槽形状间隙配合，齿条（4a）与分体式垫片操作杆（5a）通过限位轴套（5c）固定；分体式垫片操作杆（5a）上设有弹簧（5b），所述弹簧（5b）通过限位轴套（5c）固定；若干分体式垫片（7b）交替错开叠放、收缩合拢后导入到安装孔内部并同步展开；利用圆头螺栓（7a）头的平面将错开叠放的分体式垫片（7b）合并到同一个平面；

使用时，先将若干分体式垫片（7b）插入到相应分体式垫片操作杆（5a）中，然后将圆头螺栓（7a）拧入圆头螺栓操作杆（6）；此时将分体单边螺栓紧固件安装工具连同若干分体式垫片（7b）和圆头螺栓（7a）同时导入到安装孔内侧，转动手柄（1a），手柄（1a）带动内齿圈（1b）转动，内齿圈（1b）带动若干均匀分布的齿轮A（3a）转动相同角度，若干齿轮A（3a）间接带动若干齿轮B（3c）转动，若干齿轮B（3c）带动若干齿条（4a）同步移动相同距离，最后由齿条（4a）带动分体式垫片操作杆（5a）沿安装盘（2a）直径方向移动相同距离，回拉圆头螺栓操作杆（6），利用圆头螺栓操作杆（6）的螺栓头平面将若干分体式垫片（7b）合并到同一平面内，并保持圆头螺栓操作杆（6）不动，此时用力回拉分体单边螺栓紧固件安装工具，使若干分体式垫片（7b）与分体式垫片操作杆（5a）之间脱离，卸下分体单边螺栓紧固件安装工具；将平垫片（7c）和螺母（7d）分别套入到圆头螺栓（7a）中，拧紧螺母（7d）；最后卸下圆头螺栓操作杆（6），从而实现结构件单边连接与紧固。

2.根据权利要求1所述的分体单边螺栓紧固件安装工具，其特征在于齿轮A（3a）、齿轮轴（3b）、齿轮B（3c）、齿条（4a）、滑块（4b）、燕尾槽导轨（4c）和分体式垫片操作杆（5a）的数量相同。

3.根据权利要求1所述的分体单边螺栓紧固件安装工具，其特征在于所述燕尾槽导轨（4c）材料为黄铜，能降低滑块（4b）在燕尾槽导轨（4c）上的滑行阻力。